ARM异常处理方式简单介绍

1 什么是异常

• 正常工作之外的流程都叫异常。
• 异常会打断正在执行的工作，并且一般我们希望异常处理完成后继续回来执行原来的工作。
• 中断是异常的一种。

2 异常向量表

• 所有的CPU都有异常向量表，这是CPU设计时就设定好的，是硬件决定的。
• 当异常发生时，CPU会自动动作（PC跳转到异常向量处处理异常，有时伴有一些辅助动作）。
• 异常向量表是硬件向软件提供的处理异常的支持。

3 ARM异常处理机制

当异常产生时, ARM core:

• 拷贝 CPSR 到 SPSR（新的异常模式）
• 设置适当的 CPSR 位：
  
  • 改变处理器状态进入 ARM 态
  • 改变处理器模式进入相应的异常模式
  • 设置中断禁止位禁止相应中断 (如果需要)
  • 保存返回地址到 LR（新的异常模式）
  • 设置 PC 为相应的异常向量

返回时, 异常处理需要:

• 从 SPSR（新的异常模式）恢复CPSR
• 从LR（新的异常模式）恢复PC
• Note:这些操作只能在 ARM 态执行

思考如下问题：为什么在用户模式下即可把CPSR拷贝到异常模式？CPSR已经恢复到用户模式，如何将保存在异常模式下的地址值恢复到PC呢？是因为这些都是硬件自动完成的原因么？

4 总结

• 异常处理中有一些是硬件自动做的，有一些是程序员需要自己做的。需要搞清楚哪些是需要自己做的，才知道如何写代码。

• 以上说的是CPU设计时提供的异常向量表，一般成为一级向量表。有些CPU为了支持多个中断，还会提供二级中断向量表，处理思路类似于这里说的一级中断向量表。